第23卷第4期 2013年12月
文章编号:1005 6157 (2013)04 295 4
安徽地质
Geology of Anhui
Vol.23 No.4 December 2013
一种改进的近红外波段悬浮物生物光学反演模型
杨晓红
（安徽省基础测绘信息中心，安徽合肥230031）
摘要：在分析固有光学参数和表观光学参数之间关系的基础上，提出一种提高悬浮物浓度的反演精度的算法。本文算法细化单位散射系数曲线的斜率s值，并将b%(入)xb"（入)视为一个一定数值范图内的变量，其中b’(入)为波长入处的悬浮物后向散射概率，b'(入)为悬浮物的单位敏射系数。以太湖为实验区，进行了水体野外实测，获得了遂感反射率、吸收散射系数、后向散射系数、悬浮物浓度等必要参数。利用本文改进算法反演悬浮物浓度的平均相对误差绝对值为22.58%，均方根误差为13.12mg/L，均小于已有研究中将涉及的相关参数看做单一定值时，取得的平均绝对误差（44.78%）和均方根误差(31.57mg/L)。
关键词：悬浮物液度；近红外波段；生物光学模型；反演模型
中国分类号：TP722.5
0引言
最浮物是水体中含有的所有浮颗粒物质的总称，包括不溶于水的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。它影响着光在水体中的传播，从而影响了水体透明度、浑浊度、水色等光学性质和水生生态条件，最终决定了水体的初级生产力水平，是水质评价的重要指标之一。悬浮物的时空分布状况和运动规律的研究还直接关系到正确估算水土流失、航道港口的冲淤变化、近岸水产养殖开发等重要问题"。
目前，二类水体水质遥感监测有经验分析、半经验/半分析和机理模型三种方法。其中，机理模型的方法主要基于表观光学量和固有光学量，以及固有光学量和水体组分的关系，模拟水体中的光场分布，从而反演水质参数，具有明确的物理含义和较好的时空通用性。其典型研究是将模型中涉及到的参数，如后向散射概率、单位散射系数等固
文献标识码：A
有光学参数作为定值考虑，直接引人区，为不同的湖区确定不同的固有实测数据的平均值或者经验值2-4。光学参数值斜率。”，以此来提高生
部分研究指出，此类固有参数并非定值，在不同季节，不同湖区之间存在很大差异。例如，Ma"等发现内陆湖泊固有光学特性的区域性和季节性差异非常大；Aas"等认为水体的后向散射概率与悬浮颗粒大小有关，颗粒越小，后向散射概率越大；孙德勇等利用实测的太湖水体散射和后向散射系数，计算得到后向散射率变化范围为0.002~0.031。因此，将固周有光学参数看作定值可能会在反演过程中引入误差，降低反演精度。
本文在生物光学模型的构建中，将波段范围选定在对悬浮物浓度最敏感的近红外波段，从而将参数个数简化到最少。然后将模型中
物光学模型反演悬浮物浓度的精度，同时减小对同步野外实测数据的依赖性。
1材料与方法
本文以太湖为实验数据区域， 2012年11月对全湖进行野外实验。实测的参数包括水面以上的遥感反射率Rrs，水体的吸收散射系数和后向散射系数，总慧浮物和叶绿素浓度，黄质、总颗粒物和非色素颗粒物的吸收系数，各测点的GPS坐标和当时的风向、风速等。采用美国ASD公司生产的ASDFieldSpec HandHeld手持式光谱辐射计进行水面光谱测量，并利用自带软件将
涉及到的固有光学参数进行细化，光谱分辨率内插为1nm；采用Wet-
把悬浮物后向散射概率参数b'(入)和悬浮物的单位散射系数b
(入)作为变量考虑，并根据先验知识给定取值范围。以太湖实验区为例，根据实测值对整个湖区进行分
收稿日期：2013-0203
作者简介：杨晓红（1966-），女，河南新乡人，工程师，现从事测绘档案技术工作。
labs公司生产的光谱吸收和衰减仪 AC-S和BB9分别获得水体的吸收
衰减系数和后向散射系数，具体参数、操作方法和数据处理流程分别参见文献[6]和[7]。利用表层水测量